一种水面无人艇自主回收装置的制作方法

本实用新型涉及一种自动化装置，具体是涉及一种水面无人艇自主回收装置。

背景技术：

水面无人艇是一种可以在水面进行自主航行的小型水面运动平台，它可以完成环境感知、目标探测、地形测绘等工作。另外，在军事上，水面无人艇对于水文环境勘察、扫雷、反潜，甚至开展目标打击方面都有重要的用途。因此，各国纷纷开展对于无人艇技术的研究，并且研发出来众多型号的无人艇平台，也得到了很多应用。

由于续航能力等方面的限制，无人艇在固定海域完成任务后，需要母船对其回收，以补充能力，并进行检测以及采集测量数据等。然而海况复杂，海面波浪使无人艇摇摆不定，同时母船也受到波浪影响而摇摆，实现无人艇之间的平稳回收非常困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种水面无人艇自主回收装置，该装置应能将无人艇平稳地回收到母船上。

本实用新型的技术方案是：

一种水面无人艇自主回收装置，包括设置于母船上的总控制台；其特征在于：该装置还包括设有抓手的第一控制平台、安装在回转平台上用于驱动第一控制平台竖直移动的升降平台、安装在第二控制平台上用于驱动升降平台水平移动的回转平台以及安装在母船上用于驱动回转平台的第二控制平台；所述回转平台包括固定在第二控制平台上的底座、可转动地定位在底座上的立柱、固定在立柱顶部且横向伸展的的吊臂、可沿着吊臂的长度方向滑动的滑台、用于驱动立柱旋转的回转机构以及用于驱动滑台在吊臂上滑动的行走机构；所述第一控制平台与第二控制平台均为六自由度并联机构；所述升降平台为剪叉机构；所述总控制台通过有线或无线设备接通所述的第一控制平台、升降平台、回转平台以及第二控制平台。

所述六自由度并联机构包括上平台、下平台以及安装在上平台与下平台之间的六根伸缩杆。

所述回转机构包括固定在底座上的回转电机、由回转电机驱动的主动齿轮、同轴固定在立柱上与主动齿轮啮合的被动齿轮；所述行走机构包括设置在吊臂上的齿条、与齿条啮合的驱动齿轮、设置在滑台上的行走电机、向驱动齿轮传递行走电机动力的蜗轮蜗杆减速器。

所述剪叉机构包括四边形连杆结构与油泵油缸结构。

所述第一控制平台上设有摄像头，该摄像头通过有线或无线设备连通总控制台。

所述抓手为抓钩或机械手。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用的六自由度并联平台可以有效消除海面波浪对母船造成的摇摆影响，有效应对海面波浪造成的无人艇位置和姿态的不断变化，保证抓手的位置和姿态的不变，实现抓手与无人艇吊环的精准对接，为无人艇的回收提供一个平稳环境；在无人艇回收过程中，通过回转平台、升降平台的大范围运动结合第一控制平台的小范围调整，确保了回收效率的同时也保证了抓取精度；回转平台与升降平台全部采用刚性固定，进一步保证了调整精度。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图之一。

图2是本实用新型的使用状态示意图。

图3是本实用新型中第二控制平台与回转机构的结构示意图。

图4是本实用新型中第一控制平台、行走机构与升降平台的结构示意图。

图5是本实用新型中六自由度并联机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1所示，一种水面无人艇自主回收装置，包括第一控制平台1、第二控制平台2、升降平台3、回转平台4。所述第一控制平台上设有抓手5，第二控制平台安装在母船上，回转平台安装在第二控制平台上用于驱动升降平台横向移动，升降平台安装在回转平台上用于驱动第一控制平台升降。

如图5所示，所述第一控制平台与第二控制平台均为六自由度并联机构。所述六自由度并联机构包括上下布置的上平台8.1与下平台8.2以及安装在上平台与下平台之间六根伸缩杆8.3(伸缩杆中配有电机进行驱动)。这六根伸缩杆的两端分别通过虎克铰(图中省略)连接上平台与下平台，并且相邻的两条伸缩杆均排列成v字形或倒v字形(每条伸缩杆作为v字形的一半，同时作为倒v字形的一半)；由图可知：六根伸缩杆依序以v字形及倒v字形间隔排列，六根伸缩杆的顶端位于同一个圆的圆周上，六根伸缩杆的底端也位于另一个圆的圆周上，两个圆的大小相同。

如图3所示，所述回转平台包括底座4.1、竖直布置并且可转动地定位在底座上的立柱4.2、水平布置并且固定在立柱顶部的吊臂4.3、可沿着吊臂上的滑轨滑动的滑台4.4、用于驱动立柱旋转的回转机构以及用于驱动滑台滑动的行走机构。所述底座固定在第二控制平台的上平台上。所述的滑轨沿着吊臂的长度方向布置，滑台设有与滑轨对应配合的滑轮，图中省略滑轨与滑轮。

所述回转机构包括回转电机6.1、主动齿轮6.2与被动齿轮6.3。所述回转电机与底座固定，主动齿轮由回转电机驱动，被动齿轮同轴固定在立柱上并与主动齿轮啮合。所述行走机构包括设置在吊臂上的齿条7.1(齿条平行于滑轨布置)、与齿条啮合的驱动齿轮7.2、设置在滑台中的行走电机7.3与蜗杆减速器7.4，蜗杆减速器由行走电机驱动，蜗杆减速器的输出轴安装有所述的驱动齿轮。

所述升降平台为剪叉机构。所述剪叉机构包括四边形连杆组件以及油泵油缸组件，油泵油缸组件(图中省略)用于驱动四边形连杆组件伸缩。所述四边形连杆组件的顶部安装在滑台上并且底部安装在第一控制平台的上平台上。所述抓手设置在第二控制平台的下平台上，抓手可采用抓钩或机械手(抓钩或机械手为现有技术)；显然，四边形连杆组件伸缩时，抓手即进行上下运动。所述第二控制的下平台上还设有监控用的摄像头9；该摄像头也通过有线或无线设备连通总控制台。

本实用新型中的六自由度并联机构、剪叉机构、有线以及无线设备均为现有产品，可外购获得。

本实用新型安装在母船上，当无人艇10靠近母船时即可开始进行回收工作，具体工作方式如下：

回转机构先将吊臂转动至海面上方，然后行走机构移动滑台至吊臂的远端，升降平台再降下第一控制平台，位于总控制台的操作人员利用摄像头拍摄的画面实时观察抓手与无人艇的距离，通过第二控制平台实时调整六个自由度来稳定吊臂的位置和姿态，同时通过行走机构与升降平台实时调整抓手的位置；当与无人艇接近到一定距离时，行走机构与升降平台停止工作并锁定，通过第一控制平台小范围调整抓手的位置和姿态，使抓手逐渐靠近无人艇并钩住无人艇上的吊环10-1，最后通过升降平台吊起无人艇并通过回转平台将无人艇回收到母船上。

本实用新型还可配置视觉跟踪系统，利用摄像头反馈的图像自动控制各个平台的动作，进一步提高抓取无人艇的准确性和可靠性。

技术特征：

1.一种水面无人艇自主回收装置，包括设置于母船上的总控制台；其特征在于：该装置还包括设有抓手(5)的第一控制平台(1)安装在回转平台上用于驱动第一控制平台竖直移动的升降平台(3)、安装在第二控制平台(2)上用于驱动升降平台水平移动的回转平台(4)以及安装在母船上用于驱动回转平台的第二控制平台；所述回转平台包括固定在第二控制平台上的底座(4.1)、可转动地定位在底座上的立柱(4.2)、固定在立柱顶部且横向伸展的吊臂(4.3)、可沿着吊臂的长度方向滑动的滑台(4.4)、用于驱动立柱旋转的回转机构以及用于驱动滑台在吊臂上滑动的行走机构；所述第一控制平台与第二控制平台均为六自由度并联机构；所述升降平台为剪叉机构；所述总控制台通过有线或无线设备接通所述的第一控制平台、升降平台、回转平台以及第二控制平台。

2.根据权利要求1所述的一种水面无人艇自主回收装置，其特征在于：所述六自由度并联机构包括上平台(8.1)、下平台(8.2)以及安装在上平台与下平台之间的六根伸缩杆(8.3)。

3.根据权利要求2所述的一种水面无人艇自主回收装置，其特征在于：所述回转机构包括固定在底座上的回转电机(6.1)、由回转电机驱动的主动齿轮(6.2)、同轴固定在立柱上与主动齿轮啮合的被动齿轮(6.3)；所述行走机构包括设置在吊臂上的齿条(7.1)、与齿条啮合的驱动齿轮(7.2)、设置在滑台上的行走电机(7.3)、向驱动齿轮传递行走电机动力的蜗轮蜗杆减速器(7.4)。

4.根据权利要求3所述的一种水面无人艇自主回收装置，其特征在于：所述剪叉机构包括四边形连杆结构与油泵油缸结构。

5.根据权利要求4所述的一种水面无人艇自主回收装置，其特征在于：所述第一控制平台上设有摄像头(9)，该摄像头通过有线或无线设备连通总控制台。

6.根据权利要求5所述的一种水面无人艇自主回收装置，其特征在于：所述抓手为抓钩或机械手。

技术总结
本实用新型涉及一种自动化装置。目的是提供一种水面无人艇自主回收装置，该装置应能将无人艇平稳地回收到母船上。技术方案是：一种水面无人艇自主回收装置，包括设置于母船上的总控制台；其特征在于：该装置还包括设有抓手的第一控制平台、安装在回转平台上用于驱动第一控制平台竖直移动的升降平台、安装在第二控制平台上用于驱动升降平台水平移动的回转平台以及安装在母船上用于驱动回转平台的第二控制平台；所述回转平台包括固定在第二控制平台上的底座、可转动地定位在底座上的立柱、固定在立柱顶部且横向伸展的的吊臂、可沿着吊臂的长度方向滑动的滑台、用于驱动立柱旋转的回转机构以及用于驱动滑台在吊臂上滑动的行走机构。

技术研发人员：李秦川;陈刚;贺磊盈;叶伟
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：2019.06.03
技术公布日：2020.04.28